비등축 텍스처 합성 방법 document_id A220623073148

텍스처 합성은 (텍스처 샘플 또는 표본으로 알려진) 작은 표본 이미지로부터 큰 텍스처들을 자동으로 생성하는 것을 포함한다. 이러한 표본 기반 텍스처 합성은 표본을 취하고, 그 표본에 기초하여 추가 내용을 생성함으로써 표본 내에 포함된 훨씬 더 많은 내용을 생성한다. 표본 기반 텍스처 합성은 전체 내용 범위를 명시적으로 저장해야할 필요성을 완화한다. 대신에, 내용은 훨씬 더 작은 표본으로부터 "온더플라이(on the fly)" 방식으로 생성된다. 종래에, 표본 기반 텍스처 합성은 각각의 합성된 픽셀의 이웃들과 표본의 이웃들을 비교하는 보정 프로세스를 포함한다. 이어서, 합성된 픽셀들은 표본 내용과 양립하는 합성된 이웃들을 재생성하도록 변경된다. 각각의 픽셀에 대해, 최상으로 매칭되는 이웃이 발견된 후, 현재 픽셀이 최상 매칭 픽셀로 대체된다. 최상 매칭 이웃은 픽셀들의 작은 그리드 내의 픽셀 칼라들을 비교함으로써 결정된다. 예를 들어, 각각의 픽셀에 대해, 픽셀들의 5x5 이웃이 검사될 수 있으며, 이웃의 에러는 5x5 이웃 내의 개별 픽셀들의 레드, 그린 및 블루(RGB) 칼라 벡터들의 에러들의 합이다. 텍스처 합성은 등축 또는 비등축("등축이 아님"을 의미함)일 수 있다. 등축 텍스처 합성은 동일 스케일 및 동일 배향에서 동일 패턴을 갖는 텍스처를 생성한다. 반면, 비등축 텍스처 합성은 배향의 변화 및 생성된 텍스처에서의 특징들의 로컬 스케일링을 가능하게 한다. 보정 프로세스 동안, 현재 합성된 텍스처에서 이웃이 수집되어 표본으로부터의 이웃들과 비교된다. 비등축 합성을 수행하기 위하여, 현재의 기술들은 수집된 이웃을 변형한다. 이웃의 좌표들의 칼라를 불러오기 전에 이웃의 좌표들에 역 자코비안 변환이 적용된다. 역 자코비안은 상관 변환을 이용하여 픽셀 이웃을 변환하는 2x2 행렬이다. 구체적으로, 자코비안 필드가 주어질 경우, 픽셀 이웃은 역 자코비안에 의해 변환된다. 역 자코비안을 보상하기 위하여, 픽셀 이웃의 배향 및 스케일이 변경된다. 이것은 새로운 배향 및 스케일링으로 인해, 이웃의 오리지널 포인트들에서 칼라들을 검색하는 것이 아니라, 새로운 세트의 변환된 이웃 포인트들에서 칼라들이 검색됨을 의미한다. 이러한 현재의 비등축 텍스처 합성 기술들에는 여러 결함이 존재한다. 첫 번째 결함은 메모리 응집성의 결여이다. 구체적으로, 소정의 상황들에서, 변환된 이웃은 커지고 확장된다. 이것은 바로 픽셀 이웃들 대신에 상당히 떨어져 있는 픽셀들이 액세스될 수 있음을 의미한다. 이것은 보다 임의적인 메모리 액세스로 이어져, 메모리 액세스에 있어서의 비효율 및 응집성 결여를 유발할 수 있다. 두 번째 결함은 보정 프로세스 동안 액세스되는 비 로컬(non-local) 픽셀들을 리샘플링해야 할 필요가 있다는 것이다. 구체적으로, 변환 후, 픽셀들은 그들의 값들을 보간하는 소정의 프로세스에 의해 리샘플링되어야 한다. 이것은 변환된 픽셀들이 큰 영역에 걸쳐 확장되기 때문에 필요하다. 그러나, 이러한 리샘플링 프로세스는 비효율적이며, 합성된 텍스처에서 두드러진 블러링을 유발할 수 있다. 세 번째 결함은 텍스처 응집성의 결여이다. 샘플들이 크게 이격되어 있으므로, 보정 프로세스는 더 이상 인접 픽셀들의 값들에 의존하지 않는다. 이것은 텍스처 응집성을 크게 감소시킬 수 있다. 이러한 비응집성은 보정 프로세스가 열악하고 비효율적으로 거동하게 할 수 있으며, 심지어 프로세스가 수렴하지 못하게 할 수 있다. 또 하나의 현재의 비등축 텍스처 합성 기술은 다양한 회전 및 스케일 하에 표본의 여러 버전을 표현하고, 현재 픽셀에서 원하는 자코비안에 기초하여 이들 표본 버전 중에서 선택하는 것이다. 그러나, 이러한 접근법은 많은 표본 버전을 저장하고 분석하기 위해 상당한 메모리 사용을 필요로 한다. 더욱이, 텍스처 응집성도 달성하기 어렵다. 003c#발명의 요약003e# 이 요약은 아래 상세한 설명에서 더 설명되는 개념들의 선택을 간단한 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구 발명의 주요 특징들 또는 필수 특징들을 식별하고자 하는 의도도 없고, 청구 발명의 범위를 제한하는 데 사용하고자 하는 의도도 없다. 여기에 개시되는 비등축 텍스처 합성 시스템 및 방법은 높은 효율 및 최소의 오버헤드를 갖는 고품질 비등축 텍스처의 생성을 허가하는 여러 기술을 포함한다. 일반적으로, 비등축 텍스처 합성 시스템 및 방법은 주어진 샘플 이미지 또는 표본과 동일한 시각적 외관을 갖지만 상이한 배향 및 스케일을 갖는 새로운 텍스처들을 합성한다. 이 배향 및 스케일은 자코비안 필드에 의해 지시된다. 자코비안은 하나의 포인트에서의 선형 변환을 나타내는 2x2 행렬이다. 비등축 텍스처 합성 시스템 및 방법은 평면 내에 그리고 표면 상에 합성된 텍스처를 생성하는 데 사용될 수 있다. 비등축 텍스처 합성 시스템 및 방법은 픽셀의 바로 이웃들만이 액세스되는 합성 스킴을 이용하는 것을 포함한다. 바로 이웃들만을 이용하는 것은 메모리 및 텍스처 응집성 양자를 향상시킨다. 또한, 보정 프로세스 동안 액세스되는 비 로컬 픽셀들을 리샘플링해야 하는 필요성을 완화한다. 기반 합성 프로세스는 칼라들이 아니라 표본 픽셀 좌표들에 의존하는 것으로 가정한다. 따라서, 합성된 텍스처는 칼라들을 직접 포함하는 것이 아니라, 표본에서 픽셀들의 칼라를 불러와야 하는 좌표들을 대신 포함한다. 많은 텍스처 합성 스킴들은 이러한 접근법을 갖는다. 이러한 설정에서, 주어진 픽셀의 각각의 바로 이웃은 표본 내의 좌표를 갖는다. 각각의 이웃은 현재 픽셀에 대한 대체 후보를 예측하는 데 사용된다. 이웃들에 액세스하기 전에 비등축 변환을 적용하는 대신에, 비등축 텍스처 합성 시스템 및 방법은 바로 이웃들에 액세스하고, 바로 이웃들로부터 검색된 표본 좌표들에 대해 나중에 변환을 적용하여 현재 픽셀에 대한 양호한 대체 후보를 예측한다. 따라서, 바로 이웃들만이 액세스되지만, 보정 프로세스 동안 등가적으로 변환이 적용된다. 픽셀 p가 주어질 때, p 주위에 텍스처의 이웃을 구축하여, 이것과 표본의 다른 이웃들을 최상 매칭 보정 프로세스를 이용하여 비교하는 것이 목적이다. 바로 이웃들은 방향 성분을 이용하여 얻어진다. 합성된 좌표가 바로 이웃에서 검색되는 경우, 방법이 합성된 좌표가 픽셀 자체에서 무엇이어야 하는 것으로 예측하는지를 검색하기 위해 오프셋이 적용된다. 합성 스킴이 바로 이웃들만을 이용한다는 사실은 또한 무결함 비등축 표면 텍스처들의 생성을 가능하게 한다. 구체적으로, 삼각형 메쉬로서 기술되는 표면, 및 텍스처 도메인 상에서의 이 표면의 파라미터 설정(parameterization)이 주어지 는 경우, 파라미터 설정은 메쉬 표면을 차트들로 분할하고, 차트들 각각을 텍스처 도메인의 한 영역으로 맵핑한다. 그 목적은 텍스처 도메인에서 텍스처를 합성하여 결과적인 텍스처 표면이 사용자가 지정하는 외관을 갖도록 하는 것이다. 더 정확히는, 표면 상의 텍스처는 표면 상의 사용자 제공 자코비안 필드와 정렬(회전 및 스케일 양자와 관련하여)해야 한다. 그 어려움의 일부는 메쉬 파라미터 설정이 표면을 분리된 차트들로 분할하였으며, 표면 텍스처가 이러한 차트 경계들에 걸쳐 결함 없는 것으로 보이는 것이 바람직하다는 것이다. 이러한 무결함 텍스처를 형성하기 위하여, 차트 경계들 근처의 픽셀들에 대한 합성 이웃들은 다른 차트들로부터의 샘플들을 포함해야 한다. 이러한 요건을 수용하기 위하여, 비등축 텍스처 합성 방법은 하나의 아틀라스 차트 경계에서 다른 텍스처 아틀라스 차트로 점프하는 능력을 제공하는 간접 포인터들을 이용한다. 각각의 차트의 경계 밖의 작은 세트의 픽셀들에 대해, 간접 포인터들은 다른 차트 내부에 있는 다른 픽셀들을 지시하는 데 사용된다. 각각의 차트 주위에는 작은 여분의 공간(또는 거터(gutter))이 존재하며, 따라서 이러한 간접 포인터들은 칼라들을 검색하기 위해 추적될 수 있다. 이러한 무결함 표면 텍스처들을 형성하는 능력은 비등축 보정 스킴이 일정한 범위의 이웃에 액세스하는 특징을 직접 이용한다. 비등축 텍스처 합성 시스템 및 방법은 또한 비등축 합성 확대 기술을 포함한다. 합성 확대는 합성된 좌표들을 이용하여 샘플 표본의 보다 높은 해상도 버전을 얻는 것을 포함한다. 합성 확대는 파라미터 설정 왜곡과 같은 샘플링 비균일성을 숨기는 데 사용될 수 있다. 비등축 텍스처 합성 방법은 자코비안 필드를 포함하도록 합성 확대 스킴을 변경한다. 이러한 자코비안은 합성 확대 스킴의 확대 단계를 수정하고, 비등축성을 해결하는 데 사용된다. 대안 실시예들이 가능하며, 여기에 설명되는 단계들 및 요소들은 구체적인 실시예에 따라 변경, 추가 또는 제거될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 대안 실시예들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있는 대안 단계들 및 대안 요소들, 및 이루어질 수 있는 구조적 변경들을 포함한다.